﻿# define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
//1.1.1 结构的声明
//struct tag
//{
//	member - list;
//}variable - list;
//例如描述⼀个学⽣：
//#include <stdio.h>
//struct stu
//{
//	char name[20];//姓名
//	int age;//年龄
//	float sorce;//成绩
//	char id[20];//学号
//};
//int main()
//{
//	//按照结构体成员的顺序初始化
//	struct stu a = { "zhangsan",20,90.5f,"2346789"};
//	printf("%s\n", a.name);
//	printf("%d\n", a.age);
//	printf("%f\n", a.sorce);
//	printf("%s\n", a.id);
//	//按照指定的顺序初始化 
//	struct stu b = { .age = 18,.id = "2652365377",.name = "cuihua",.sorce = 60.f };
//	printf("%s\n", b.name);
//	printf("%d\n", b.age);
//	printf("%f\n", b.sorce);
//	printf("%s\n", b.id);
//	return 0;
//}
//1.2 结构的特殊声明
//在声明结构的时候，可以不完全的声明。
//⽐如：
//#include <stdBool.h>
//struct
//{
//	int a;
//	float b;
//	bool c;
//	char d;
//}x;
//struct
//{
//	int a;
//	int arr[20];
//	double;
//}a[20], * p;
////上⾯的两个结构在声明的时候省略掉了结构体标签（tag）。
////那么问题来了？
//int main()
//{
//	p = &x;
//	return 0;
//}
//结果；
//警告：
//编译器会把上⾯的两个声明当成完全不同的两个类型，所以是⾮法的。
//匿名的结构体类型，如果没有对结构体类型重命名的话，基本上只能使⽤⼀次。
//1.3 结构的⾃引⽤
//在结构中包含⼀个类型为该结构本⾝的成员是否可以呢？
//⽐如，定义⼀个链表的节点：
//struct NOTE
//{
//	int data;
//	struct NOTE next;
//};
//上述代码正确吗？如果正确，那 sizeof(struct Node) 是多少？
//仔细分析，其实是不⾏的，因为⼀个结构体中再包含⼀个同类型的结构体变量，这样结构体变量的⼤
//⼩就会⽆穷的⼤，是不合理的。
//正确的⾃引⽤⽅式：
//struct Node
//{
//	int data;
//	struct Node* next;
//};	
//在结构体⾃引⽤使⽤的过程中，夹杂了 typedef 对匿名结构体类型重命名，也容易引⼊问题，看看
//下⾯的代码，可⾏吗？
//typedef struct
//{
//	int data;
//	Node* next;
//}Node;
//
//答案是不⾏的，因为Node是对前⾯的匿名结构体类型的重命名产⽣的，但是在匿名结构体内部提前使
//⽤Node类型来创建成员变量，这是不⾏的。
//解决⽅案如下：定义结构体不要使⽤匿名结构体了
//typedef struct Node
//{
//	int data;
//	struct Node* next;
//}Node;
// int main()
// {
// Node n;
// }
// 
//2. 结构体内存对⻬
//我们已经掌握了结构体的基本使⽤了。
//现在我们深⼊讨论⼀个问题：计算结构体的⼤⼩。
//这也是⼀个特别热⻔的考点： 结构体内存对⻬
//offsetof(type, member) //宏，返回偏移量，需要<stodef.h>
//2.1 对⻬规则
//⾸先得掌握结构体的对⻬规则：
//1.结构体的第1个成员对⻬到和结构体变量起始位置偏移量为0的地址处。
//2.从第2个成员变量开始，都要对⻬到某个对⻬数的整数倍的地址处。对⻬数 = 编译器默认的⼀个对⻬数与该成员变量⼤⼩的较⼩值。
//- VS 中默认的值为 8 
// Linux中gcc没有默认对⻬数，对⻬数就是成员⾃⾝的⼤⼩
//3.结构体总⼤⼩为最⼤对⻬数（结构体中每个成员变量都有⼀个对⻬数，所有对⻬数中最⼤的）的
//整数倍。
//4.如果嵌套了结构体的情况，嵌套的结构体成员对⻬到⾃⼰的成员中最⼤对⻬数的整数倍处，结构
//体的整体⼤⼩就是所有最⼤对⻬数（含嵌套结构体中成员的对⻬数）的整数倍。
//练习1 

//offsetof(type, member) //宏，返回偏移量，需要<stdef.h>
#include <stddef.h>
#include <stdio.h>
//struct S2
//{
//	char c1;
//	int n;
//	char c2;
//}a;
//int main()
//{
//	// 统一使用大写S2，并添加分隔符和换行符
//	printf("Offset of c1: %zu\n", offsetof(struct S2, c1));
//	printf("Offset of n: %zu\n", offsetof(struct S2, n));
//	printf("Offset of c2: %zu\n", offsetof(struct S2, c2));
//	return 0;
//}
//输出结果：
//Offset of c1 : 0
//Offset of n : 4
//Offset of c2 : 8
//struct S1
//{
//	char c1;
//	int i;
//	char c2;
//};
////练习2 
//////struct S2
////{
////	char c1;
////	char c2;
////	int i;
////};
////练习3 
//struct S3
//{
//	double d;
//	char c;
//	int i;
//};
////练习4-结构体嵌套问题 
//struct S4
//{
//	char c1;
//	struct S3 s3;
//	double d;
//};
////int main()
////{
////	printf("%d\n", sizeof(struct S1));
////	printf("%d\n", sizeof(struct S2));
////	printf("%d\n", sizeof(struct S3));
////	printf("%d\n", sizeof(struct S4));
////	return 0;
////}
//struct S1
//{
//	char c1;
//	int i;
//	char c2;
//};
//2.2 为什么存在内存对⻬ ? 
//⼤部分的参考资料都是这样说的：
//1. 平台原因(移植原因)：
//不是所有的硬件平台都能访问任意地址上的任意数据的；某些硬件平台只能在某些地址处取某些特定
//类型的数据，否则抛出硬件异常。
//2. 性能原因：
//数据结构(尤其是栈)应该尽可能地在⾃然边界上对⻬。原因在于，为了访问未对⻬的内存，处理器需要
//作两次内存访问；⽽对⻬的内存访问仅需要⼀次访问。假设⼀个处理器总是从内存中取8个字节，则地
//址必须是8的倍数。如果我们能保证将所有的double类型的数据的地址都对⻬成8的倍数，那么就可以
//⽤⼀个内存操作来读或者写值了。否则，我们可能需要执⾏两次内存访问，因为对象可能被分放在两
//个8字节内存块中。
//总体来说：结构体的内存对⻬是拿空间来换取时间的做法。
//那在设计结构体的时候，我们既要满⾜对⻬，⼜要节省空间，如何做到：
//让占⽤空间⼩的成员尽量集中在⼀起
//2.3 修改默认对⻬数
//#pragma 这个预处理指令，可以改变编译器的默认对⻬数。
//#pragma pack(1)//设置默认对弃数为1，一般设置为2的次方
//struct s1
//{           /*大小  默认对齐数   对齐数*/
//	char c1;//1     1           1
//	// 0
//	int i;  //4     1           1 
//	//1 2 3 4 
//	char c2;//1     1           1
//	//5
//	//结构体大小为6,为最大对其数1的整数倍
//};
//#pragma pack()
//struct s2
//{           /*大小  默认对齐数   对齐数*/
//	char c1; //1         8         1
//	//0
//	int i;   //4         8         4
//
//	char c2; //1         8         1
//	//结构体大小为12,为最大对其数4的整数倍
//};  
//int main()
//{
//	printf("%zu\n", sizeof(struct s1));
//	printf("%zu\n", sizeof(struct s2));
//	return 0;
//}
//3. 结构体传参
//struct S
//{
//	int data[1000];
//	int num;
//};
//struct S s = { {1,2,3,4}, 1000 };
////结构体传参 
//void print1(struct S s)
//{
//	printf("%d\n", s.num);
//}
////结构体地址传参 
//void print2(struct S* ps)
//{
//	printf("%d\n", ps->num);
//}
//int main()
//{
//	print1(s); //传结构体 
//	print2(&s); //传地址 //这种更好，怕改变结构体内容可以用const 修饰
// 
//	return 0;
//}
//4. 结构体实现位段
//结构体讲完就得讲讲结构体实现 位段 的能⼒。
//4.1 什么是位段
//位段的声明和结构是类似的，有两个不同：
//1. 位段的成员必须是 int、unsigned int 或signed int ，在C99中位段成员的类型也可以
//选择其他整型家族类型，⽐如：char。
//2. 位段的成员名后边有⼀个冒号和⼀个数字。
//struct A
//{
//	int _a : 2;//数字表示这个成要占比特位的大小
//	int _b : 5;
//	int _c : 10;
//	int _d : 30;
//};
// 一个字节（整形）在内存中，到底是从右向左使用，还是从左向右使用是不确定的  vs上从右向左使用
// 剩余的空间不能满足下一成员时，是浪费空间还是不浪费是不确定的   vs上浪费
//4.2 位段的内存分配
//1. 位段的成员可以是 int unsigned int signed int 或者是 char 等类型
//2. 位段的空间上是按照需要以4个字节（ int ）或者1个字节（ char ）的⽅式来开辟的。
//3. 位段涉及很多不确定因素，位段是不跨平台的，注重可移植的程序应该避免使⽤位段。
//⼀个例⼦ 
//struct S
//{
//	char a : 3;
//	char b : 4;
//	char c : 5;
//	char d : 4;
//};
//struct S s = { 0 };
//s.a = 10;
//s.b = 12;
//s.c = 3;
//s.d = 4;
////空间是如何开辟的？ 
//4.3 位段的跨平台问题
//1. int位段被当成有符号数还是⽆符号数是不确定的。
//2. 位段中最⼤位的数⽬不能确定。（16位机器最⼤16，32位机器最⼤32，写成27，在16位机器会
//出问题。
//3. 位段中的成员在内存中从左向右分配，还是从右向左分配，标准尚未定义。
//4. 当⼀个结构包含两个位段，第⼆个位段成员⽐较⼤，⽆法容纳于第⼀个位段剩余的位时，是舍弃
//剩余的位还是利⽤，这是不确定的。
//总结：
//跟结构相⽐，位段可以达到同样的效果，并且可以很好的节省空间，但是有跨平台的问题存在。
//4.4 位段的应⽤
//下图是⽹络协议中，IP数据报的格式，我们可以看到其中很多的属性只需要⼏个bit位就能描述，这⾥
//使⽤位段，能够实现想要的效果，也节省了空间，这样⽹络传输的数据报⼤⼩也会较⼩⼀些，对⽹络
//的畅通是有帮助的。
////⼀个例⼦ 
//struct S
//{
// char a:3;
// char b:4;
// char c:5;
// char d:4;
//};
//struct S s = {0}
//;s.a = 10;
//s.b = 12;
//s.c = 3;
//s.d = 4;
./*4 位段的应⽤
下图是⽹络协议中，IP数据报的格式，我们可以看到其中很多的属性只需要⼏个bit位就能描述，这⾥
使⽤位段，能够实现想要的效果，也节省了空间，这样⽹络传输的数据报⼤⼩也会较⼩⼀些，对⽹络
的畅通是有帮助的。
4.5 位段使⽤的注意事项
位段的⼏个成员共有同⼀个字节，这样有些成员的起始位置并不是某个字节的起始位置，那么这些位
置处是没有地址的。内存中每个字节分配⼀个地址，⼀个字节内部的bit位是没有地址的。
所以不能对位段的成员使⽤ & 操作符，这样就不能使⽤scanf直接给位段的成员输⼊值，只能是先输⼊
放在⼀个变量中，然后赋值给位段的成员。*/
struct A
{
	int _a : 2;
	int _b : 5;
	int _c : 10;
	int _d : 30;
};
int main()
{
	struct A sa = { 0 };
	scanf("%d", &sa._b);//这是错误的 

	//正确的⽰范 
	int b = 0;
	scanf("%d", &b);
	sa._b = b;
	return 0;
}

